课件39张PPT。理解教材新知 第5章随堂基础巩固课时跟踪训练知识点一知识点二把握热点考向考向一考向二应用创新演练5.1考向三1.一切物体总保持匀速直线运动状态或
静止状态直到外力迫使它改变运动
状态为止。
2.力不是维持物体运动的原因，而是改
变物体运动状态的原因。
3.惯性是物体保持原来匀速直线运动状态
或静止状态的性质。
4.一切物体都有惯性，质量是物体惯性
大小的唯一量度。[自学教材]
1．亚里士多德的观点
力是 运动的原因。维持 2．伽利略的实验及结论
(1)伽利略的理想实验：
让一个小球从一个斜面的顶端滚下，紧接着又滚上另一个对接的斜面；如果没有 ，这个小球将达到跟原来 ；如果减小对接斜面的倾斜度，小球仍会达到同一高度，但经过的 会更长些。如果不断减小对接斜面的倾斜度，小球经过的路程就会越来越长；当把对接斜面变成水平面，这时既没有使小球加速的因素，也没有使它减速的因素，小球将以 永远滚下去。摩擦力同样的高度恒定的速度路程 (2)实验结论：力不是 运动的原因，是使物体 的原因。
3．牛顿第一定律
一切物体总保持 状态或 状态，直到 迫使它改变运动状态为止。维持加速或减速匀速直线运动静止外力[重点诠释]
1．牛顿第一定律的意义
(1)明确了惯性的概念：定律的前半句话“一切物体总保持匀速直线运动状态或静止状态”，揭示了物体所具有的一个重要的属性——惯性，即物体保持匀速直线运动状态或静止状态的性质。牛顿第一定律指出一切物体在任何情况下都具有惯性，因此牛顿第一定律又叫惯性定律。 (2)确定了力的含义：定律的后半句话“直到外力迫使它改变运动状态为止”，实际上是对力的定义，即力是改变物体运动状态的原因，而不是维持物体运动的原因。
(3)定性地揭示了力和运动的关系：牛顿第一定律指出物体不受外力作用时的运动规律，它描述的只是一种理想状态，而实际中不受外力作用的物体是不存在的。当物体所受合外力为零时，其效果跟不受外力的作用相同。但是，我们不能把“不受外力作用”理解为“合外力为零”。2．运动状态变化的三种情况
(1)速度的方向不变，只有大小改变。(物体做直线运动)
(2)速度的大小不变，只有方向改变。(物体做曲线运动)
(3)速度的大小和方向同时发生改变。(物体做曲线运动)1．关于力和运动，下列说法正确的是 ( )
A．如果物体在运动，那么它一定受到力的作用
B．力是使物体做变速运动的原因
C．撤去作用力，运动物体最终总要停下来
D．力只能改变物体运动速度的大小解析：力的作用是改变物体的运动状态，即改变速度，而不是产生速度，故A错误；物体做变速运动，一定受到力的作用，力不仅改变速度的大小，也改变速度的方向，故B正确，D错误；运动的物体若不受力，或所受合外力为零，将以不变的速度一直运动下去，故C错误。
答案：B[自学教材]
1．惯性
物体保持 或 状态的特性。
2．惯性的量度
物体的 是惯性大小的量度， 越大，物体的惯性越大，物体的运动状态越难改变。匀速直线运动静止质量质量[重点诠释]
1．惯性与质量
(1)惯性是一切物体的固有属性，与物体的受力状况、运动状态、地理位置、温度等因素均无关。
(2)质量是物体惯性大小的唯一量度，质量越大，惯性越大。 2．惯性与力
(1)惯性不是力，而是物体本身固有的一种性质，因此说“物体受到了惯性作用”、“产生了惯性”、“受到惯性力”等都是错误的。
(2)力是改变物体运动状态的原因，惯性是维持物体运动状态的原因。力越大，运动状态越易改变；惯性越 大，运动状态越难改变。
(3)惯性与物体的受力情况无关。 3．惯性与速度
(1)速度是表示物体运动快慢的物理量，惯性是物体本身固有的性质。
(2)惯性和物体是否有速度及速度的大小均无关。
4．惯性与惯性定律
(1)惯性不是惯性定律，惯性没有条件限制，一切物体都具有惯性。
(2)惯性定律是物体不受外力作用时物体运动所遵守的一条规律。2．关于惯性有以下叙述，正确的是 ( )
A．惯性是物体保持原来运动状态的力
B．速度越大物体的惯性越大
C．不论在什么地方，质量越大惯性越大
D．同一物体，在地球上的惯性比在月球上的大解析：物体总想保持原来的运动状态不变的性质叫惯性，惯性是物体的固有属性，而不是力，A错误；惯性大小与物体的运动状态和地理位置均无关，质量是物体惯性大小的唯一量度，所以B、D错误，C正确。
答案：C [例1] 关于牛顿第一定律的理解正确的是 ( )
A．牛顿第一定律反映了物体不受外力的作用时的运动规律
B．不受外力作用时，物体的运动状态保持不变
C．在水平地面上滑动的木块最终停下来，是由于没有外力维持木块运动的结果
D．飞跑的运动员，由于遇到障碍而被绊倒，这是因为他受到外力作用迫使他改变原来的运动状态
[思路点拨] 从牛顿第一定律的意义特别是力和运动的关系来分析解答本题。 [解析] 牛顿第一定律描述的是物体不受外力作用时的状态，总保持匀速直线运动状态或静止状态不变，A、B正确；牛顿第一定律揭示了力和运动的关系，力是改变物体运动状态的原因，而不是维持物体运动状态的原因，在水平地面上滑动的木块最终停下来，是由于摩擦阻力的作用而改变了运动状态，飞跑的运动员，遇到障碍而被绊倒，是因为他受到外力作用而改变了运动状态，C错误，D正确。
[答案] ABD [借题发挥]
(1)应用牛顿第一定律分析实际问题时，要把生活感受和理论问题联系起来深刻认识力和运动的关系，正确理解力不是维持物体运动状态的原因，克服生活中一些错误的直观印象。
(2)如果物体的运动状态发生改变，则物体必然受到不为零的合外力作用。因此判断物体的运动状态是否改变，以及如何改变，应分析物体的受力情况。1．火车在长直水平轨道上匀速行驶，门窗紧闭的车厢内有
一人向上跳起，发现仍落回到火车上原处。这是因为( )
A．人跳起后，车厢内空气给他以向前的力，带着他随同
火车一起向前运动
B．人跳起的瞬间，车厢的地板给他一个向前的力，推动
他随同火车一起向前运动C．人跳起后，车在继续向前运动，所以人落下后必定
偏后一些，只是由于时间很短，偏后距离太小，不
明显而已
D．人跳起后直到落地，在水平方向上和车始终具有相
同的速度解析：人跳起后，由于在水平方向不受外力的作用，根据牛顿第一定律可知，人跳起后直到落地，在水平方向上和车始终具有相同的速度。故本题正确答案为D。
答案：D [例2] 下列说法中正确的是 ( )
A．掷出的铅球速度不大，所以其惯性小，可以用手去接
B．用力打出的乒乓球速度很大，因此其惯性很大，不能用手去接 C．相同的两辆车，速度大的比速度小的难以停下，是因为速度大的惯性大
D．相同的两辆车，速度大的比速度小的难以停下，是因为速度大的运动状态变化大
[思路点拨] 惯性是物体的固有属性，质量是物体惯性大小的唯一量度。 [解析] 因为惯性的大小仅由质量决定，铅球的质量大，其惯性大，尽管速度不大，但是运动状态很难改变，故不能用手去接，而乒乓球与其相反，质量小，惯性小，运动状态容易改变，尽管速度很大，也可以用手去接，选项A、B错误；相同的两辆车惯性相同，速度大的比速度小的难以停下是因为速度大的运动状态变化大，选项C错误，D正确。
[答案] D[借题发挥]
关于惯性问题的分析应注意惯性的：
(1)普遍性：任何物体都有惯性。
(2)无关性：惯性与物体的受力情况及运动状态无关。
(3)唯一性：惯性大小由物体的质量唯一决定。2．下列关于惯性的说法中，正确的是 ( )
A．人走路时没有惯性，被绊倒时有惯性
B．百米赛跑到终点时不能立即停下来是由于惯性，
停下来时就没有惯性了
C．物体没有受外力作用时有惯性，受外力作用后惯
性被克服了
D．物体的惯性与物体的运动状态及受力情况均无关解析：惯性是物体的固有属性，物体在任何情况下都有惯性，且惯性的大小与物体的运动状态及受力情况均无关，它仅取决于物体的质量大小，因此A、B、C错误，D正确。
答案：D [例3] 做匀速直线运动的小车上水
平放置一密闭的装有水的瓶子，瓶内
有一气泡，如图5－1－1所示。当小
车突然停止运动时，气泡相对于瓶子怎样运动？
[思路点拨] 由突然停止时水的运动方向间接判断气泡的运动方向。图5－1－1 [解析] 由于水的密度比气泡的密度大很多，当小车突然停止运动时，气泡后面的水由于惯性继续运动，后面留出了气泡的空间，故气泡向后运动。
[答案] 向后运动 [借题发挥]
处理惯性问题的一般方法：
(1)明确所要研究的物体和它原来所处的运动状态；
(2)分析当外力作用在该物体上(或外力作用在与该物体有关联的其他物体上)时，该物体的运动状态的变化情况；
(3)再分析该物体由于惯性将保持怎样的运动状态，最后会出现什么现象。 在上例的装置中，如果观察到气泡相对于瓶子向前运动，那么小车的运动情况如何？ 解析：当小车突然加速运动时，气泡前面的水由于惯性保持原来的静止状态，故瓶子前面留出了气泡的空间，气泡会向前运动。
答案：小车突然做加速运动点击此图片进入随堂基础巩固点击此图片进入课时跟踪训练课件38张PPT。理解教材新知 第5章把握热点考向考向一考向二应用创新演练5.2考向三 一、实验目的
(1)理解用控制变量法探究物理规律。
(2)进一步练习使用打点计时器、纸带数据的处理以及瞬时速度的计算。
(3)全面正确地认识加速度与力、质量的关系。 二、实验原理
利用控制变量法
(1)保持物体质量m不变，测定其加速度a在不同外力F作用下的值，确定a与F的关系。
(2)保持物体所受外力F不变，测定质量m不同的物体的加速度a，确定a与m的关系。 三、实验器材
打点计时器、纸带及复写纸片、小车、一端附有定滑轮的长木板、小桶和砂、细绳、低压交流电源、两根导线、天平(带有一套砝码)、刻度尺、砝码。 四、实验步骤
(1)用天平测出小车和小桶的质量M0和m0，把数值记录下来。
(2)按图5－2－1所示把实验器材安装好，只是不把悬挂小桶的细绳系在小车上(即不给小车加牵引力)。图5－2－1 (3)平衡摩擦力：将长木板不带定滑轮的一端下面垫上一块薄木块，反复移动木块的位置，直至小车在木板上能匀速下滑，即打下的纸带点迹均匀，这时小车拖着纸带运动时受到的摩擦力恰好与小车的重力沿斜面的分力平衡。 (4)把细绳系在小车上并绕过滑轮悬挂小桶。先接通电源再放开小车，打出一条纸带。取下纸带，在打点纸带上标上纸带号码。
(5)保持小车与车中砝码的质量不变。在小桶内放入质量为m1的砂，重复步骤4。在小桶内分别放入质量为m2、m3、…的砂，再重复步骤4。m1、m2、m3…的数值都要记录在纸带上。 (6)保持小桶和桶中细砂的质量不变，在小车上依次加放砝码，让小车在木板上运动并打出纸带，同时在打出的纸带上标上号码并记录每次实验在小车上加放砝码的个数。 五、数据处理
1．分析加速度和力的关系
根据步骤4、5中打出的纸带，把小车受到的拉力m0g、(m0＋m1)g、(m0＋m2)g…以及用逐差法计算出的加速度，填在下表中： 由以上数据画出它的a－F关系
图像如图5－2－2所示。
通过a－F关系图像，我们可以
得出小车的加速度a与力F成正比。图5－2－2 2．分析加速度和质量的关系
根据步骤6中打出的纸带，把小车及砝码的质量、小车及砝码质量的倒数以及用逐差法计算出的加速度填在下表中：图5－2－33．实验结论
(1)物体的加速度跟作用在物体上的力成正比。
(2)物体的加速度跟物体的质量成反比。 六、注意事项
(1)安装器材时，要调整滑轮的高度，使拴小车的细绳与斜面平行，且连接小车和砂桶应在平衡摩擦力之后。
(2)平衡摩擦力时不要挂重物，整个实验平衡了摩擦力后，不管以后是改变桶和砂的质量，还是改变小车及砝码的质量，都不需要重新平衡摩擦力。 (3)在小车及所加砝码的质量远大于砂和砂桶的总质量的条件下，砂和砂桶的总重力才可视为小车受到的拉力。
(4)每次开始测量时小车应尽量靠近打点计时器(或尽量远离带滑轮的一端)，并应先接通电源，再放开小车，且在小车到达滑轮前应按住小车。 (5)作图像时，要使尽可能多的点在所作直线上，并使不在直线上的点应尽可能对称分布在所作直线两侧。离直线较远的点是错误数据，可舍去不予考虑。 七、误差分析
1．系统误差
实验中用所挂重物的重力代替小车受到的拉力，实际上小车受到的拉力要小于所挂重物的重力，存在系统误差。所挂重
物的质量越小于小车的质量，误差越小；反之误差越大。2．偶然误差
(1)质量的测量误差。
(2)测量纸带上各点间的距离时产生误差。
(3)绳或纸带与木板不平行造成的误差。
(4)平衡摩擦力不准确造成的误差。 实验装置如图5－2－4所示。在两条高、低不同的导轨上放置两辆小车，车的一端连接细绳，细绳的另一端跨过定滑轮挂一个小桶；车的另一端通过细线连到一个卡口上，它可以同时释放两辆小车。
(1)保持两车质量相同，在两个小桶里放置质量不等的细砂。研究加速度与力之间的关系。
(2)保持两小桶里的细砂质量相等，改变两辆小车的质量，研究加速度与质量之间的关系。由此，同样可找出a与F、m的关系。图5－2－4 [例1] 在做“探究加速度与力、质量的关系”的实验时，下列说法中正确的是 ( )
A．平衡摩擦力时，应将砂桶和砂子通过定滑轮拴在小车上
B．连接砂桶和小车的细绳应跟长木板保持平行
C．平衡摩擦力后，长木板的位置不能移动
D．小车释放前应靠近打点计时器，且应先接通电源再释放小车 [解析] 探究加速度与力、质量的关系的实验中，需要平衡摩擦力，应使纸带穿过打点计时器的限位孔，但不能连接砂桶，A错；为保证绳上的拉力等于小车受到的合外力，连接砂桶和小车的细绳必须与长木板平行，B对；平衡摩擦力后，若改变了木板的位置，就破坏了mgsin θ＝μmgcos θ(θ为长木板倾角、m为小车质量)的关系，故C对；为使实验能得到较长的打点纸带，小车释放前应靠近打点计时器，且先接通电源再释放小车，D对。
[答案] BCD [例2] 某组同学设计了“探究加速度a与物体所受合力F及质量m的关系”实验，图5－2－5甲为实验装置简图，A为小车，B为电火花计时器，C为装有细砂的小桶，D为一端带有定滑轮的长方形木板，实验中认为细绳对小车拉力F等于细砂和小桶的总重量，小车运动的加速度a可用纸带上打出的点求得。图5－2－5 (1)图5－2－5乙为某次实验得到的纸带，已知实验所用电源的频率为50 Hz。根据纸带可求出小车的加速度大小为________ m/s2。(结果保留二位有效数字)图5－2－6 (3)在“探究加速度a与合力F的关
系”时，保持小车的质量不变，改变
小桶中细砂的质量，该同学根据实
验数据作出了加速度a与合力F的图
线如图5－2－7，该图线不通过坐标原点，试分析图线不通过坐标原点的原因。图5－2－7图5－2－8 (3)由a－F图线知F增大至某值时物体开始有加速度，说明实验前没有平衡摩擦力或者平衡摩擦力不充分。
[答案] (1)3.2 (2)乙 图像见解析
(3)实验前没有平衡摩擦力或平衡摩擦力不充分。 [例3] 为了探究加速度与力的关系，使用如图5－2－8所示的气垫导轨装置进行实验。其中G1、G2为两个光电门，它们与数字计时器相连，当滑行器通过G1、G2光电门时，光束被遮挡的时间Δt1、Δt2都可以被测量并记录，滑行器连同上面固定的一条形挡光片的总质量为M，挡光片宽度为D，光电门间距离为s，牵引砝码的质量为m。回答下列问题：图5－2－8 (1)实验开始应先调节气垫导轨下面的螺钉，使气垫导轨水平，在不增加其他仪器的情况下，如何判定调节是否到位？
答：______________________________________。 (2)若取M＝0.4 kg，改变m的值，进行多次实验，以下m的取值不合适的一个是____________。
A．m1＝5 g B．m2＝15 g
C．m3＝40 g D．m4＝400 g
(3)在此实验中，需要测得每一个牵引力对应的加速度，求得的加速度的表达式为______________________。
(用Δt1、Δt2、D、s表示)点击此图片进入应用创新演练课件52张PPT。理解教材新知 第5章随堂基础巩固课时跟踪训练知识点一知识点二把握热点考向考向一考向二应用创新演练5.3考向三知识点三1.牛顿第二定律的表达式为F＝ma，
其中F为物体受到的合外力，加速
度的方向跟合外力的方向相同。
2.物体的加速度与物体所受的合外
力具有瞬时对应关系。
3.长度、质量、时间三个物理量的单
位为力学中的基本单位。
4.导出单位和基本单位组成单位制。[自学教材]
1．内容
物体的加速度跟受到的 成正比，跟物体的
成反比。
2．表达式
F＝kma，式中k为比例系数。在国际单位制中k＝ ，则表达式为F＝ ，式中F为物体受到的 。作用力质量1ma合力 3．力的单位
使质量为 的物体产生 加速度的力，规定为1 N，即F＝ma＝1 kg× ＝1 N。1 m/s21 m/s21 kg[重点诠释]
1．对牛顿第二定律的理解
牛顿第二定律揭示了加速度与力和质量的定量关系，指明了加速度大小和方向的决定因素，对牛顿第二定律，还应从以下几个方面深刻理解。
(1)因果性：力是产生加速度的原因，只要物体所受的合力不为0(无论合力多么小)，物体就产生加速度。 (2)矢量性：F＝ma是一个矢量式，加速度与合力都是矢量。合外力的方向决定了加速度的方向，合外力方向改变，加速度方向也改变，加速度方向与合外力方向始终一致。
(3)瞬时性：牛顿第二定律的核心是加速度与合外力的瞬时对应关系，即力的瞬时变化将导致加速度的瞬时变化，加速度的变化不需要时间的积累，加速度和力同时存在、同时变化、同时消失。1．在光滑的水平面上做匀加速直线运动的物体，当它所
受合力逐渐减小而方向不变时，则物体的 ( )
A．加速度越来越大，速度越来越大
B．加速度越来越小，速度越来越小
C．加速度越来越大，速度越来越小
D．加速度越来越小，速度越来越大解析：由于物体原来做匀加速直线运动，说明物体所受合力的方向和运动方向相同，当合力逐渐减小时，由牛顿第二定律知，物体的加速度在逐渐减小，但加速度方向并未改变，物体仍在做加速运动，只是单位时间内速度的增加量在减小，即速度的变化率小了。综上所述，正确答案为D。
答案：D[自学教材]
1．单位制
(1)基本单位：根据物理量运算的需要而选定的少数的几个物理量单位
(2)导出单位：由 和 确立的其他有关物理量的单位物理公式基本单位2．国际单位制中的基本单位米千克(公斤)秒安培mkgsA 3．力学基本单位
在力学范围内，国际单位制中的基本量为： 、
、 ，相应的基本单位为： 、 、 。长度质量时间米千克秒[重点诠释]
1．对单位制的理解 2．单位制在物理计算中的应用
(1)简化表达式书写：
在利用物理公式进行计算时，为了在代入数据时不使表达式过于繁杂，我们把各个物理量的单位统一换算到同一单位制中，这样计算时就不必一一写出各量的单位，只在所求结果后写上对应的单位即可。 (2)检验计算结果：
各量的单位统一成国际单位制单位，只要正确地应用公式，计算结果必定是用国际单位制单位来表示的。只有所求物理量的计算结果的单位和该物理量在力学国际单位制中的单位完全一致时，该运算过程才可能是正确的。若所求物理量的单位不对，则结果一定错。 (3)推导单位：
物理公式在确定各物理量的数量关系时，同时也确定了各物理量的单位关系，所以我们可以根据物理公式中物理量间的关系，推导出物理量的单位。2．在“探究加速度与力、质量的关系”的实验中，取计数
时间间隔为0.1 s，测得相邻相等时间间隔的位移差的平均值Δs＝1.2 cm，若还测出小车的质量为500 g，则关于加速度、合外力大小及单位，既正确又符合一般运算要求的是 ( )解析：在应用公式进行数量运算的同时，也要把单位带进运算。带单位运算时，单位换算要准确。可以把题中已知量的单位都用国际单位表示，计算结果的单位就是用国际单位表示的，这样在统一已知量的单位后，就不必一一写出各个量的单位，只在数字后面写出正确单位即可。选项A中Δs＝1.2 cm没变成国际单位，C项中的小车质量m＝500 g没变成国际单位，所以均错误；B、D正确。
答案：BD (1)当作用在物体上的几个力不在同一直线上时，通常选取两个互相正交的方向，分别列出牛顿第二定律的分量形式，即 ， 。
(2)物体在几个恒力作用下运动，几个恒力的合力也是一个恒力，物体在合力方向上有加速度，在与合力垂直的另一个方向上处于 ，没有加速度。Fx合＝maxFy合＝may平衡状态[自觉教材][重点诠释]
应用牛顿第二定律解题的方法一般有两种：矢量合成法和正交分解法。
1．矢量合成法
若物体只受两个力作用时，应用平行四边形定则求这两个力的合力，再由牛顿第二定律求出物体的加速度的大小及方向。加速度的方向就是物体所受合力的方向。反之，若知道加速度的方向也可应用平行四边形定则求物体所受的合力。3．如图5－3－1所示，质量m＝2 kg的物体
放在光滑的水平面上，受到相互垂直的
两个水平力F1、F2的作用，且F1＝3 N，
F2＝4 N。试求物体的加速度大小。图5－3－1答案：2.5 m/s2 [例1] 如图5－3－2所示，一轻
质弹簧一端系在墙上的O点，自由伸
长到B点，今用一小物体m把弹簧压
缩到A点，然后释放，小物体能运动到C点静止，物体与水平地面间的动摩擦因数恒定，试判断下列说法正确的是 ( )图5－3－2A．物体从A到B速度越来越大，从B到C速度越来越小
B．物体从A到B速度越来越小，从B到C加速度不变
C．物体从A到B先加速后减速，从B到C一直减速运动
D．物体在B点受合外力为零 [思路点拨] 速度增大还是减小，看速度和加速度的方向关系，加速度的大小变化看合力大小的变化。 [解析] 物体在A点时受两个力作用，向右的弹力kx和向左的摩擦力f，合力F合＝kx－f，物体从A→B过程，弹力由大于f减至零，所以开始一段合力向右，中途有一点合力为零，之后合力向左，而v一直向右，故先做加速度越来越小的加速运动。在A、B间某点加速度为零，速度达到最大，接着做加速度越来越大的减速运动。物体从B→C过程，F合＝f为恒力，向左，所以继续做加速度不变的匀减速运动，故选项C正确。
[答案] C [借题发挥]
力和运动关系问题的处理思路
(1)物体的运动取决于物体的初速度和物体的受力。
(2)分析思路：分析物体受力→物体的加速度→判断物体速度的变化。1．如图5－3－3所示，自由下落的小
球开始接触竖直放置的弹簧到弹簧
被压缩到最短的过程中，小球的速
度和所受合力的变化情况是( )
A．合力变小，速度变小
B．合力变小，速度变大
C．合力先变小后变大，速度先变大后变小
D．合力先变小后变大，速度先变小后变大图5－3－3解析：小球接触弹簧时，有向下的速度，在以后的过程中，弹簧逐渐被压缩，设压缩量为x，则：当kxG时：F合＝kx－G，随x的增大F合逐渐变大且方向向上，v逐渐变小直到为零，弹簧被压缩到最短。故C对，A、B、D都错。
答案：C图5－3－4 [思路点拨] 小球沿杆上滑，加速度方向沿杆向上，故可对小球受力分析后，沿杆方向和垂直于杆方向建立直角坐标系，用正交分解法解答本题。 [解析] 由题意知，小球的受力情
况如图所示，建立直角坐标系，
由牛顿第二定律可得
x轴方向有：
Fsin 30°－mgsin 30°－f＝ma①y轴方向有：
Fcos 30°－mgcos 30°－N＝0②
又f＝μN③
联立①②③并代入数据得a＝2.5 m/s2。
[答案] 2.5 m/s2 [借题发挥]
应用牛顿第二定律解题的一般步骤
(1)确定研究对象。
(2)对研究对象进行受力分析和运动状态分析，画出受力分析图，明确运动性质和运动过程。
(3)选用适当的方法求出合力或求出加速度。
(4)根据牛顿第二定律列方程求解。2．如图5－3－5所示，沿水平方向做
匀加速直线运动的车厢中，小球
的悬线偏离竖直方向37°，球和车
厢相对静止，球的质量为1 kg。
(g取10 m/s2，sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8)
(1)求车厢运动的加速度大小，并说明车厢的运动情况；
(2)求悬线对球的拉力大小。图5－3－5 解析：(1)由于车厢沿水平方向运动，且球和车厢相对静止，所以小球加速度(或合力)的方向水平向右。
选小球为研究对象，受力分析如图所示。
由牛顿第二定律得：F合＝mgtan θ＝ma， 答案：(1)7.5 m/s2 向右匀加速运动或向左匀减速运动 (2)12.5 N [例3] 如图5－3－6所示，天花板
上用细绳吊起两个用轻弹簧相连的质
量相同的小球。两小球均保持静止。
当突然剪断细绳时，上面的小球A与
下面的小球B的加速度为 ( )
A．aA＝g，aB＝g B．aA＝g，aB＝0
C．aA＝2g，aB＝0 D．aA＝0，aB＝g图5－3－6 [思路点拨] 先分析细绳剪断前A、B两球的受力情况，再分析剪断细绳后A、B两球的受力情况及合力大小，然后由牛顿第二定律确定两球的加速度。[答案] C [借题发挥]
求解瞬时加速度应注意以下两个方面：
(1)牛顿第二定律揭示了力的瞬时作用规律。分析物体在某一时刻的瞬时加速度，关键是分析该瞬时前后的受力情况及变化。
(2)明确轻杆、轻绳、轻弹簧、橡皮条等力学模型的特点：轻杆、轻绳的形变可瞬时产生或恢复，故其弹力可以瞬时突变；轻弹簧、橡皮条在两端都连有物体时，形变恢复需较长时间，其弹力大小与方向均不能突变。若将例题中悬挂两球的细绳和弹簧交换位置，
如图5－3－7所示，那么当剪断细绳时，A、
B两球的加速度大小又是选项中的哪一个( )
A．aA＝g，aB＝g B．aA＝g，aB＝0
C．aA＝2g，aB＝0 D．aA＝0，aB＝g图 5－3－7解析：剪断前，细线的拉力T＝mg，弹簧的弹力F＝2mg。剪断的瞬间，细线的拉力T消失，B只受重力作用，做自由落体运动，aB＝g；A物体受向下的重力和向上的弹力作用，此刻，弹力未来得及变化，大小仍为2mg，对A运用牛顿第二定律：2mg－mg＝maA，解得aA＝g，方向向上。选项A正确。
答案：A点击此图片进入随堂基础巩固点击此图片进入课时跟踪训练课件39张PPT。理解教材新知 第5章随堂基础巩固课时跟踪训练知识点一知识点二把握热点考向考向一考向二应用创新演练5.4考向三1.如果已知物体的运动情况，根据运
动学公式求出物体的加速度，再根
据牛顿第二定律确定物体所受的力。
2.如果已知物体的受力情况，可以由
牛顿第二定律求出物体的加速度，再
通过运动学公式确定物体的运动情况。
3.加速度是联系物体运动情况和受力情
况的桥梁。[自学教材]
根据物体的运动情况，由运动学公式求出 ，再根据牛顿第二定律可确定物体所受的 ，从而求出某些未知力，或与力相关的某些量，如动摩擦因数、劲度系数、力的方向等。加速度力[重点诠释]
1．解题思路 2．解题步骤
(1)确定研究对象，对研究对象进行受力分析和运动过程分析，并画出受力图和运动草图。
(2)选择合适的运动学公式，求出物体的加速度。
(3)根据牛顿第二定律列方程，求物体所受的合外力。
(4)根据力的合成与分解的方法，由合力求出需求的力。 1．某消防队员从一平台上跳下，下落2 m后双脚着地，接
着他用双腿弯曲的方式缓冲，使自身重心又下降了0.5 m，在着地过程中地面对他双腿的平均作用力估计为( )
A．自身所受重力的2倍 B．自身所受重力的5倍
C．自身所受重力的8倍 D．自身所受重力的10倍答案：B[自学教材]
根据牛顿第二定律，已知物体的受力情况可以求出物体的 ，再根据物体的初始条件(初位置和初速度)，结合运动学公式，就可以求出物体在任意时刻的位置和速度，也就确定了物体的 。加速度运动情况[重点诠释]
1．解题思路 2．解题步骤
(1)确定研究对象，对研究对象进行受力分析，并画出物体的受力图。
(2)根据力的合成与分解，求出物体所受的合外力(包括大小和方向)。
(3)根据牛顿第二定律列方程，求出物体运动的加速度。
(4)结合物体运动的初始条件，选择运动学公式，求出所需求的运动学量——任意时刻的位移和速度，以及运动轨迹等。2．将质量为0.5 kg的小球以14 m/s的初速度竖直上抛，运
动中球受到的空气阻力大小恒为2.1 N，则球能上升的最大高度是多少？(g取9.8 m/s2)答案：7 m [例1] 质量m＝1.5 kg的物块(可视为质点)，在水平恒力F作用下，从水平面上A点由静止开始运动，运动一段距离撤去该力，物块继续滑行t＝2.0 s后停在B点，已知A、B两点间的距离s＝5.0 m，物块与水平面间的动摩擦因数μ＝0.20，求恒力F的大小。(g取10 m/s2)
[思路点拨] 由撤去力F前及撤去力F后的运动情况以及运动学规律求出撤去力F前的加速度，然后由牛顿第二定律求解恒力F的大小。 [解析] 设未撤去力F物块的位移s1，撤去力F后物块位移s2，撤去力F时速度为v。
对撤去力F前，由运动学公式有v2＝2a1s1，撤去力F后有v＝a2t，v2＝2a2s2，又s1＋s2＝s，由题意知，撤去力F后，摩擦力f＝μmg，故由牛顿第二定律有a2＝μg，联立以上各式解得a1＝8 m/s2。
撤去力F前，由牛顿第二定律得F－f＝ma1，
则F＝f＋ma1＝μmg＋ma1＝15 N。
[答案] 15 N [借题发挥]
对于过程较复杂的情况，应分阶段进行运动过程分析，并找出各运动过程的相关量，从而将各运动过程有机地连接在一起。1．一个滑雪的人，质量m＝75 kg，以v0＝2 m/s的初速度
沿山坡匀加速滑下，山坡的倾角θ＝30°，在t＝5 s的时间内滑下的路程s＝60 m，求滑雪人受到的阻力。(包括摩擦和空气阻力)答案：67.5 N [例2] 物体以12 m/s的初速度从斜面底端冲上倾角为37°的斜坡，已知物体与斜面间的动摩擦因数为0.25(g取10 m/s2，sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8)。求：
(1)物体沿斜面上滑的最大位移；
(2)物体再滑到斜面底端时的速度大小。 [解析] 设物体的质量为m。
(1)物体上滑时受力分析如图
甲所示，垂直斜面方向：
N＝mgcos 37°
平行斜面方向：
f＋mgsin 37°＝ma1
又f＝μN (2)物体返回时受力分析如图乙所
示，垂直斜面方向：
N＝mgcos 37°
平行于斜面方向：
mgsin 37°－f＝ma2
又f＝μN [借题发挥]
解决动力学问题时，受力分析是关键，分析时，首先要弄清楚整个过程中物体的受力是否变化，其加速度是否相同，若不同，必须分阶段处理。 在例题中，若斜面是光滑的，那么，物体沿斜面上滑的最大位移是多少？从开始冲上斜面到返回到斜面底端总共需用多少时间？答案：12 m 4 s [例3] 如图5－4－1所示，固定光
滑轻杆与地面成一定倾角，在杆上套有
一个光滑小环，小环在沿杆方向的推力
F的作用下向上运动，推力F与小环的速
度v随时间的变化规律如图5－4－2所示，取重力加速度g＝10 m/s2。求：图5－4－1图5－4－2 (1)小环的质量m；
(2)轻杆与地面间的倾角α。
[思路点拨] 把两个图像结合起来，判断小环的运动性质，分析小环在不同阶段的受力情况，用牛顿第二定律或平衡方程进行求解。[答案] (1)1 kg (2)30° [借题发挥]
(1)物理图像信息量大，包含知识内容全面，好多习题已知条件是通过物理图像给出的，动力学问题中常见的有s－t、v－t、F－t及a－F等图像。
(2)遇到带有物理图像的问题时，要认真分析图像，要从它的物理意义、点、线段、斜率、截距、交点、拐点、面积等方面了解图像给出的信息，再利用共点力平衡、牛顿运动定律及运动学公式去解题。2．放在水平地面上的一物块，受到方向不变的水平推力
F的作用，F的大小与时间t的关系如图5－4－3甲所示，物块速度v与时间t的关系如图5－4－3乙所示。取重力加速度g＝10 m/s2。由此两图像可以求得物块的质量m和物块与地面之间的动摩擦因数μ分别为 ( )图5－4－3答案：A点击此图片进入随堂基础巩固点击此图片进入课时跟踪训练课件45张PPT。理解教材新知 第5章随堂基础巩固课时跟踪训练知识点一知识点二把握热点考向考向一考向二应用创新演练5.5考向三1.超重表现为物体对悬挂物的拉力(或对
支持物的压力)大于重力，其动力学特
征是物体具有向上的加速度。
2.失重表现为物体对悬挂物的拉力(或对
支持物的压力)小于重力，其动力学特
征是物体具有向下的加速度。
3.不论物体处于超重还是失重状态，物体
的重力都没有改变。[自学教材]
1．定义
物体对悬挂物的拉力(或对支持物的压力) 物体重力的现象。
2．产生条件
物体具有 的加速度。大于向上[重点诠释]
1．对超重的理解
(1)物体处于超重时其重力并没有发生变化，变化的只是物体受到的支持力或拉力，也就是我们所说的视重比原来大了。(2)物体超重与运动状态的关系： 2．超重现象的说明
(1)当物体加速向上运动时，设物体对支持物的压力(或对悬挂物的拉力)为F(即视重)，竖直方向上由牛顿第二定律得F－mg＝ma，所以F＝mg＋ma。
(2)物体不在竖直方向上运动，只要其加速度在竖直方向上有分量，即ay≠0时，则当ay方向竖直向上时，物体处于超重状态。1．质量为m的人站在升降机里，如果升降机运动时加速
度的绝对值为a，升降机底板对人的支持力F＝m(g＋a)，则可能的情况是 ( )
A．升降机以加速度a向下加速运动
B．升降机以加速度a向上加速运动
C．在向上运动中，以加速度a制动
D．在向下运动中，以加速度a制动解析：升降机对人的支持力F＝m(g＋a)大于人所受的重力mg，故升降机处于超重状态，具有向上的加速度，选项B、D正确。
答案：BD[自学教材]
1．定义
物体对悬挂物的拉力(或对支持物的压力) 物体重力的现象。
2．产生条件
物体具有 的加速度。小于向下 3．完全失重
(1)定义：当物体以大小等于g的加速度竖直下落时，物体对悬挂物或支持物完全 的状态。
(2)产生条件：a＝g，方向 。 没有作用力竖直向下[重点诠释]
1．对失重与完全失重的理解
(1)物体处于失重和完全失重状态时，物体的重力并没有改变，改变的只是物体对水平支持面的压力或者对竖直悬绳的拉力。
(2)完全失重状态不限于自由落体运动，物体只要具有竖直向下的大小等于重力加速度g的加速度，就处于完全失重状态。 (3)在完全失重状态下，由重力产生的一切现象都不存在了。如物体对水平支持面没有压力，对竖直悬绳没有拉力；不能用天平测物体的质量；液柱不产生压强；浸没在液体中的物体不受浮力等。(4)物体失重与运动状态的关系： 2．失重分析
当物体有向下的加速度时，由牛顿第二定律得：
mg－F＝ma，所以F＝mg－ma
可见：视重F比mg少ma，失去的部分可理解为使物体产生了向下的加速度，同时可看出，物体所受的重力也没变。2．如图5－5－1所示，一个盛水的容器
底部有一小孔。静止时用手指堵住
小孔不让它漏水，假设容器在下述
运动中始终保持平动，且忽略空气
阻力，则 ( )图5－5－1A．容器自由下落时，小孔向下漏水
B．将容器竖直向上抛出，容器向上运动时，小孔向下漏
水；容器向下运动时，小孔不向下漏水
C．将容器水平抛出，容器在运动中小孔向下漏水
D．将容器斜向上抛出，容器在运动中小孔不向下漏水解析：将容器抛出后，容器和容器中的水处于完全失重状态，液面下任何一点的压强都等于0，小孔不会向下漏水。故选D。
答案：D [例1] 某实验小组利用DIS系统观
察超重和失重现象。他们在电梯内做实
验。在电梯的地板上放置一个压力传感
器。在传感器上放一个重为20 N的物块。实验中计算机显示出传感器所受物块的压力大小随时间变化的关系图像。根据图像分析得出的结论中正确的是 ( )图5－5－2 A．从时刻t1到t2物块处于失重状态
B．从时刻t3到t4物块处于失重状态
C．电梯可能开始停在低楼层，先加速向上，接着匀速向上，再减速向上，最后停在高楼层
D．电梯可能开始停在高楼层，先加速向下，接着匀速向下，再减速向下，最后停在低楼层
[思路点拨] 由图像中压力的大小与物体重力的关系判断物块的超、失重状态及电梯的运动情况。 [解析] 0～t1时间内，F＝mg，电梯可能静止或匀速运动；t1～t2内，F>mg，电梯具有向上的加速度，物块处于超重状态，可能加速向上运动或减速向下运动；t2～t3，F＝mg，可能静止或匀速运动；t3～t4，F [答案] BC [借题发挥]
物体究竟处于超重状态还是失重状态，可用三个方法判断：
(1)从受力的角度判断，当物体所受向上的拉力(或支持力)大于重力时，物体处于超重状态；小于重力时处于失重状态，等于零时处于完全失重状态。
(2)从加速度的角度判断，当物体具有向上的加速度时处于超重状态，具有向下的加速度时处于失重状态，向下的加速度为g时处于完全失重状态。
(3)从运动的角度判断，当物体加速上升或减速下降时，物体处于超重状态，当物体加速下降或减速上升时，物体处于失重状态。1．2011年10月，泰国遭受了特大洪涝灾害，其中最为严
重的是距离首都曼谷70多公里的大城府，洪水几乎阻隔了该府与外界的交通。救援人员只能借助直升机展开援救。下列关于被营救人员在直升机上的状态的描述正确的是 ( )A．当直升机加速上升时，被营救人员处于失重状态
B．当直升机减速下降时，被营救人员处于超重状态
C．当直升机上升时，被营救人员处于超重状态
D．当直升机下降时，被营救人员处于失重状态解析：加速度方向向上，为超重状态；加速度方向向下，为失重状态，超重、失重与物体的速度方向无关，故B正确，A、C、D错误。
答案：B [例2] 质量是60 kg的人站在升降
机中的体重计上，如图5－5－3所示。
重力加速度g取10 m/s2，当升降机做下
列各种运动时，求体重计的示数。
(1)匀速上升。
(2)以4 m/s2的加速度加速上升。
(3)以5 m/s2的加速度加速下降。
(4)以重力加速度g加速下降。图5－5－3 [思路点拨] 对人进行受力分析，由牛顿第二定律计算出体重计对人的支持力，然后由牛顿第三定律得到人对体重计的压力，即为体重计的示数。 [解析] (1)匀速上升时：由平衡条件得：
N1＝mg＝600 N，
由牛顿第三定律得人对体重计压力为600 N。即体重计示数为600 N。
(2)加速上升时，由牛顿第二定律得：
N2－mg＝ma1，
N2＝mg＋ma1＝840 N，
由牛顿第三定律得人对体重计压力为840 N。即体重计示数为840 N。 (3)加速下降时，由牛顿第二定律得：
mg－N3＝ma3，
N3＝mg－ma3＝300 N，
由牛顿第三定律得人对体重计压力为300 N。即体重计示数为300 N。
(4)当a＝g加速下降时，人完全失重，体重计示数为零。
[答案] (1)600 N (2)840 N (3)300 N (4)0 [借题发挥]
超重和失重问题实质上就是牛顿第二定律应用的延续，解题时应抓住联系力和运动的桥梁——加速度。
其基本思路如下：
(1)确定研究对象； (2)把研究对象从物体系中隔离出来，分析受力并画出受力图；
(3)选取正方向，分析物体的运动情况，确定加速度方向；
(4)根据牛顿第二定律和运动学公式列方程；
(5)解方程，找出所需要的结果。2．某举重运动员在a＝2 m/s2匀加速下降的升降机中最多
能举起m1＝75 kg的物体，则此人在地面上最多可举起多大质量的物体？若此人在一匀加速上升的升降机中最多能举起m2＝50 kg的物体，则此升降机上升的加速度为多大？(g＝10 m/s2)答案：60 kg 2 m/s2 [例3] 如图5－5－4所示，台秤上
放置盛水的杯，杯底用细线系一木质小
球，若细线突然断裂，则在小木球上浮
到水面的过程中，台秤的示数将( )
A．变小 B．变大
C．不变 D．无法判断图5－5－4 [思路点拨] 绳断后，以木球和等体积的水为研究对象，根据木球的运动情况分别分析它们的超、失重情况，然后整体分析得出结论。 [解析] 将容器和木球视为整体，整体受台秤竖直向上的支持力和竖直向下的重力。当细线被剪断后，其实际效果是：在木球向上加速运动的同时，木球上方与该木球等体积的水球，将以同样大小的加速度向下加速流动，从而填补了木球占据的空间，由于ρ水>ρ木，水球的质量大于木球的质量，故木球和水组成系统的重心有向下的加速度，整个系统将处于失重状态，故台秤的示数将变小。故正确答案为A，B、C、D错。
[答案] A [借题发挥]
等效替代是物理上常用的一种分析方法，如木球的上升，可同时有一等大的水球下降，这样可使问题分析简化，整个系统的重心变化由复杂变得简单。 若在例题图中的容器口有一个固定
的支架，用细线系住一个实心铁球悬挂
于支架上，并浸没在水中，如图5－5－5
所示，当把细线剪断后，铁球下沉的过
程中，台秤的示数如何变化？图5－5－5解析：剪断细线后，铁球加速下沉，同时有同体积的水加速上升，因为铁球比同体积的水重，则整个容器(包括水、铁球、框架)的重心下降，故系统具有向下的加速度，系统处于失重状态，故台秤示数与剪断细线前相比较应该变小。
答案：变小点击此图片进入随堂基础巩固点击此图片进入课时跟踪训练课件12张PPT。章末小结专题归纳例析专题冲关专题阶段质量检测专题 连接体问题的求解方法
1．连接体
连接体是指在所研究的问题中涉及的多个物体(它们具有相同的运动状态即相等的速度、加速度，或叠放在一起，或并排挤在一起，或用绳、杆联系在一起)组成的系统(也叫物体组)。 2．内力和外力
如果以物体系统为研究对象，受到系统之外的作用力，这些力是系统受到的外力，而系统内各物体间的相互作用力为内力。 3．连接体问题的分析方法：整体法与隔离法
(1)整体法：当系统内各物体具有相同的加速度时，可以把连接体内所有的物体组成的系统作为整体考虑，分析其受到的外力及运动情况，对整体列出牛顿第二定律方程求解。
(2)隔离法：如果要求系统内各物体间的相互作用力时，必须把某个物体从系统中隔离出来作为研究对象，分析受力情况，再利用牛顿第二定律列方程求解。 (3)整体法应用牛顿第二定律列方程不考虑内力。如果把物体隔离出来作为研究对象，则这些内力将转换为隔离体的外力。
(4)整体法与隔离法的选择：
①当系统内各物体具有相同的加速度，求系统的加速度或者求系统受的外力时，优先选用整体法，不考虑系统内各物体间的内力。 ②当求系统内各物体间的内力时，要用隔离法。
③有时需要多次选取研究对象，先整体后隔离或先隔离后整体。 [例证] 如图5－1所示，质量为80 kg
的物体放在安装在小车上的水平磅秤上，
小车沿斜面无摩擦地向下运动，现观察
到物体在磅秤上的读数只有600 N，求：
(1)斜面的倾角θ为多少？
(2)物体对磅秤的静摩擦力为多少？(g取10 m/s2)图5－1点击此图片进入
专题冲关点击此图片进入
阶段质量检测
